Beschichten - LinkFang.de





Beschichten


Unter Beschichten (englisch coating) wird in der Fertigungstechnik eine Hauptgruppe der Fertigungsverfahren nach DIN 8580 verstanden, die zum Aufbringen einer festhaftenden Schicht aus formlosem Stoff auf die Oberfläche eines Werkstückes genutzt werden. Der entsprechende Vorgang sowie die aufgetragene Schicht selbst wird auch als Beschichtung bezeichnet. Bei einer Beschichtung kann es sich um eine dünne Schicht oder eine dicke Schicht sowie um mehrere in sich zusammenhängende Schichten handeln, die Unterscheidung ist nicht genau definiert und orientiert sich am Beschichtungsverfahren und Anwendungszweck. Die Beschichtungsverfahren unterscheiden sich durch die Art der Schichtaufbringung in chemische, mechanische, thermische und thermomechanische Verfahren.

Werkstoffe

Als Beschichtungswerkstoffe und Trägermaterialien (Substrate) können fast alle bekannten (festen) Materialien genutzt werden, das heißt Metalle, Isolatoren, Halbleiter, kristalline oder amorphe Materialien, textile Flächengebilde (Gewebe, Vliese, Maschenwaren), Folien uvm. Allerdings können nicht alle Materialien auf beliebigen Untergrundmaterialien aufgebracht werden. Beispielsweise können Schichtspannungen die Haftung der Beschichtung senken, so dass diese teilweise oder ganz abplatzt. Für eine gute Haftung der Schicht auf dem Untergrund (Substrat), einen störungsfreien Prozess, gleichmäßigen Auftrag und gute Beständigkeit der Schicht gegen Umwelteinflüsse werden bei allen Beschichtungsverfahren die Werkstücke in der Regel vor der Beschichtung mechanisch und/oder chemisch vorbehandelt. Die Ausprägung der Grenzflächenschicht (Interface) ist vom Beschichtungsverfahren und der Substratvorbehandlung (beispielsweise Schleifen, Mikrostrahlen, Beizen, Silanisieren oder Silikatisieren etc.) abhängig.

Verfahren

Beschichtungsverfahren kann man unterscheiden nach

  • dem Ausgangszustand des aufzubringenden Materials (siehe Tabelle),
  • der Art des Trägermaterials (Substrat) und
  • der Art des Haftvermittlers (Primer).
Beschichtungsverfahren nach dem Ausgangszustand des Beschichtungsmaterials
gasförmig flüssig gelöst fest

Anwendungen

In der Werkstofftechnik ist neben Legierung, Dotierung und Oberflächenstrukturierung die Methode der Beschichtung wichtig, um die physikalischen, elektrischen und/oder chemischen Eigenschaften von metallischen oder halbmetallischen Werkstoffen zu beeinflussen.

Die Beschichtung kann dabei beispielsweise über Aufdampfen oder Aufsprühen eines weiteren Werkstoffes oder aber durch Eintauchen in entsprechende (galvanische) Bäder erfolgen. Einige Verfahren beinhalten zusätzlich eine Wärmebehandlung wie z. B. die Nitrierverfahren, bei denen aus der Oberfläche die sogenannte Verbindungsschicht herauswächst. Die verschiedenen Beschichtungsverfahren sind, wie Methoden zur Strukturierung und Modifizierung von Oberflächen, Teil der Oberflächentechnik oder Wärmebehandlung.

Eigenschaften und ihre Messbarkeit

Zur Beurteilung der Qualität einer Beschichtung werden verschiedene Eigenschaften herangezogen, z. B:

  • Haftfestigkeit
  • Schichtdicke
  • Korrosionsbeständigkeit

Zur Messung der einzelnen Eigenschaften gibt es jeweils einige bis viele verschiedene Verfahren. Man unterscheidet zwischen zerstörenden und zerstörungsfreien Methoden.

Messung der Haftfestigkeit

Es gibt viele Messmethoden zur Haftfestigkeit. Eine weit verbreitete ist der Gitterschnitttest (nach ISO 2409). Dazu wird die Beschichtung kreuzweise angeritzt und dadurch in schachbrettartige Einzelsegmente unterteilt. Dann wird ein Klebeband aufgeklebt und wieder abgezogen. Anhand der Zahl der abgerissenen Segmente wird dann die Haftfestigkeit der Beschichtung ermittelt.

Parameter, die Haftfestigkeit einer Schicht auf Substrat bestimmen:

  1. Zustand der Substratoberfläche:
    • Reinheit
    • Rauheit
  2. Aktivierungsenergien für die Oberflächen- und Volumendiffusion

Messung der Schichtdicke

Zur Bestimmung der Schichtdicke gibt es ebenfalls eine Vielzahl von Messmethoden. Gängig im Bereich der Lackierung und Galvanisierung von metallischen Grundwerkstoffen sind das Wirbelstrom- und magnetinduktive Verfahren (Magnetinduktive Methode). Weitere Messverfahren sind: Röntgenfluoreszenzverfahren, mikroskopische Schliffbildanalyse (geätzter Schliff), Wägeverfahren, Ellipsometrie u. a.

Korrosionsschutz

Eine wichtige Aufgabe von Beschichtungen ist der Schutz von Metallen gegen Korrosion. Entscheidend für den Korrosionsschutz ist die Haftfestigkeit der Beschichtung auf dem Untergrund, daher werden meist spezielle Vorbehandlungen durchgeführt oder es werden vor der Beschichtung Haftvermittler eingesetzt. Die Beschichtungsmittel können auch selber korrosionshemmende Stoffe enthalten.

Der Korrosionsschutz von Stahlbauten durch Beschichtungssysteme wird in der Norm EN ISO 12944 umfassend behandelt.

Die Korrosionsbeständigkeit kann in Freifeldversuchen getestet werden. Da diese Versuche sehr langwierig sind, werden sie meist durch verschiedene kürzere Tests ersetzt, die bestimmte Belastungen beschleunigt simulieren sollen. Sprühnebeltests können die Korrosionsanfälligkeit durch Salze testen, wobei meistens Testzeiträume in der Größenordnung 1000–3000 Stunden angesetzt werden. Ein Zusammenhang zwischen der im Salzsprühtest aufgetretenen und der unter realen Bedingungen zu erwartenden Korrosion ist eher selten, da sich die Korrosionmechanismen in der Regel unterscheiden. Das ASTM-Komitee G-1 für die Korrosion von Metallen, zuständig für die Salzsprühnorm ASTM B 117, hat deshalb die folgende Resolution verfasst: „Das ASTM-Komitee G-1 für die Korrosion von Metallen bestätigt, dass Ergebnisse von Salzsprühprüfungen nach ASTM B 117 selten mit dem Verhalten in natürlichen Umgebungen übereinstimmen.“ [1] Bei Klimatests werden die Prüfobjekte in einer Klimakammer wechselnden Temperaturen und Luftfeuchtigkeiten ausgesetzt; typische Testzeiträume liegen im Bereich von 7–30 Tagen. Die Beständigkeit gegenüber UV-Strahlung kann in speziellen Bestrahlungskammern geprüft werden, die teilweise auch Bewitterungen (z. B. Regen) nachbilden; typische Testzeiträume sind hierbei 1000 Stunden und mehr. Die Ergebnisse werden dann z. B. nach EN ISO 6270-2 (früher DIN 50017) bewertet.

Der Korrosionsschutz erfolgt bei unedlen Metallen wie Aluminium, Eisen oder Zink durch Aufbringung einer Passivierung. Hierbei trennt die aufgebrachte passivierende Schicht das Metall von der Atmosphäre und verhindert dadurch die Korrosion des Werkstoffs.

Siehe auch

Literatur

Weblinks

Belege

  1. DIN EN ISO 14713-1 - Zinküberzüge – Leitfäden und Empfehlungen zum Schutz von Eisen- und Stahlkonstruktionen vor Korrosion – Teil 1: Allgemeine Konstruktionsgrundsätze und Korrosionsbeständigkeit (ISO 14713-1:2009); Deutsche Fassung EN ISO 14713-1:2009, Seite 25

Kategorien: Beschichten | Werkstoffkunde

Quelle: Wikipedia - http://de.wikipedia.org/wiki/Beschichten (Vollständige Liste der Autoren des Textes [Versionsgeschichte])    Lizenz: CC-by-sa-3.0

Änderungen: Alle Bilder mit den meisten Bildunterschriften wurden entfernt. Ebenso alle zu nicht-existierenden Artikeln/Kategorien gehenden internen Wikipedia-Links (Bsp. Portal-Links, Redlinks, Bearbeiten-Links). Entfernung von Navigationsframes, Geo & Normdaten, Mediadateien, gesprochene Versionen, z.T. ID&Class-Namen, Style von Div-Containern, Metadaten, Vorlagen, wie lesenwerte Artikel. Ansonsten sind keine Inhaltsänderungen vorgenommen worden. Weiterhin kann es durch die maschinelle Bearbeitung des Inhalts zu Fehlern gerade in der Darstellung kommen. Darum würden wir jeden Besucher unserer Seite darum bitten uns diese Fehler über den Support mittels einer Nachricht mit Link zu melden. Vielen Dank!

Stand der Informationen: August 201& - Wichtiger Hinweis: Da die Inhalte maschinell von Wikipedia übernommen wurden, ist eine manuelle Überprüfung nicht möglich. Somit garantiert LinkFang.de nicht die Richtigkeit und Aktualität der übernommenen Inhalte. Sollten die Informationen mittlerweile fehlerhaft sein, bitten wir Sie darum uns per Support oder E-Mail zu kontaktieren. Wir werden uns dann innerhalb von spätestens 10 Tagen um Ihr Anliegen kümmern. Auch ohne Anliegen erfolgt mindestens alle drei Monate ein Update der gesamten Inhalte.